疼痛慢性化的心理生理学机制及其临床监测

Pain, especially chronic pain, not only leads to somatic discomfort, but also adversely affects the health of humans in mental, psychological, and physical aspects. Pain is one of the most common clinical symptoms, and has been considered as a worldwide healthcare problem. Importantly, the mechanism of transition from acute to chronic pain remains unknown. Besides, there is a lack of reliable index for the monitoring of pain chronification. Considering that pain chronification is accompanied by a chain of alterations in the aspects of pathology, psychology, and physiology, this project will combine multiple factors (e.g., function of somatosensory system, psychological state, the hypothalamic-pituitary-adrenal axis function, as well as the brain structure and function) and use a longitudinal study (1) to investigate their dynamic changes in the transition from acute to chronic pain, (2) to explore the mechanism and theoretical models of pain chronification, and (3) to determine the specific biomarkers of pain chronification for the effective detection of the transition from acute to chronic pain. The expected outcomes of this study can be applied in clinical practice, as they can be used to predict the probability of the transition from acute to chronic pain in patients so that guidance for early intervention could be provided. Also, they can be used to evaluate the causes of chronic pain to guide the use of analgesic drugs and treatment strategies, eventually, helping relieve or eliminate pain for patients and improve their quality of life.

疼痛，尤其是慢性疼痛，不仅给人们带来身体上的不适，而且对人的精神、心理和体质等产生不同程度的负面影响。疼痛作为临床上最常见的症状之一，是影响人类健康的一个世界性难题。其中，急性疼痛到慢性疼痛的转变机制仍不清楚，且缺乏监测疼痛慢性化的可靠指标。考虑到疼痛慢性化进程所伴随的一系列的病理学、心理学和生理学的改变，本项目将综合多方面因素（如躯体感觉系统功能、心理状态、下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴功能、脑结构与功能等），采用纵向研究，(1)探讨由急性疼痛发展为慢性疼痛过程中各因素的动态变化性，(2)研究慢性疼痛发展的机制及理论模型，(3)确定疼痛慢性化特异性生物指标，实现疼痛慢性化的有效监测。该项目的预期成果既可预测急性疼痛患者发展为慢性疼痛的风险性，为早期干预治疗提供指导，又可评估慢性疼痛得以持续的原因，为临床镇痛药物的使用或治疗方法的确定提供指导，最终帮助缓解或去除患者的痛苦，提高患者的生活质量。

慢性疼痛是最常见的临床症状之一。然而，目前急性疼痛转化为慢性疼痛的机制尚不清楚。因此，本项目旨在探究疼痛慢性化中各因素的动态变化性；研究慢性疼痛发展的机制及理论模型，确定相关的生物指标；总结和探索非药物镇痛疗法，帮助缓解或去除患者的痛苦，提高生活质量。在临床研究方面，针对带状疱疹后遗神经痛，本项目提取出和慢性疼痛程度相关的神经病理－生理－心理学特征（Peng et al., 2017），并发现患者的上行和下行疼痛调节通路存在缺陷，这与慢性疼痛的强度及其情绪共病高度相关（Li et al., 2020）。本项目对慢性背痛患者的神经影像研究的最新成果进行了全面的综述，发现这一疾病与患者大范围的大脑皮层重组相关（Zhang et al., 2019）；并对几种慢性疼痛引起的大脑改变进行了元分析，系统总结了整合机器学习和神经影像技术来识别慢性疼痛患者的诊断、预后和预测性生物标志物的新兴研究（Tu et al., 2020）。在机制研究方面，本项目首先分离了由不同强度的伤害性刺激诱发的脑神经振荡信号并考察了这些脑神经振荡信号与疼痛行为的关联，确定了高频振荡信号是与被试间的疼痛行为可靠关联的唯一指标（Peng et al., 2018）；进一步，采用跨物种研究方法发现高频振荡信号能特异性地表征个体间疼痛敏感性（Hu et al., 2019）。在非药物镇痛方面，对于经皮神经电刺激（TENS），本项目探究了高频低强度（常规TENS）或低频高强度（针刺样TENS）刺激对健康志愿者的神经生理以及感知觉的影响。采用脑电和功能磁共振成像等技术，研究发现常规TENS和针刺样TENS具有不同的镇痛效果和镇痛机制（Peng et al., 2019; Bi et al., 2020）；此外，安慰剂镇痛方面研究发现，中脑-皮层-边缘回路在心理预期调节疼痛感知的过程中起着重要作用，并且能够编码疼痛预期效应（Tu et al., 2020），这为心理镇痛方法的开发提供了新的思路。综上，本项目研究加深了我们对慢性疼痛和疼痛慢性化病理、心理、生理机制的认识，并在其生物指标方面进行了探索，同时开发了有效的非药物镇痛方法，有利于促进基础研究向临床应用的转化。